一、实验目的：
1． 了解细胞膜的渗透性
2 ．了解各种小分子物质跨膜进入红细胞的速度
二、实验原理：
1. 细胞膜具有对物质选择透过的生理功能。脂溶性越高通透性越大，水溶性越高通透性越小；非极性分子比极性容易透过，小分子比大分子容易透过。水分子可通过由膜脂运动而产生的间隙。非极性的小分子如O2、CO2、N2可以很快透过脂双层，不带电荷的极性小分子，如尿素、甘油等也可以透过人工脂双层，尽管速度较慢，分子量略大一点的葡萄糖、蔗糖则很难透过，而膜对带电荷的物质如：H+、Na+、K+、Cl–、HCO3 –是高度不通透的。
2.hemolysis（溶血现象）：渗入红细胞的溶质能提高红细胞的渗透压，使水进入细胞，引起细胞吸水胀破；即红细胞膜破裂，血红蛋白从红细胞中逸出的现象称为溶血现象。
3.isotonic solution（等渗溶液）：渗透压与血浆渗透压相等的溶液称为等渗 溶液。
4.Hypertonic solution（高渗溶液）：渗透压高于血浆渗透压的溶液称为高渗溶液。
5.Hypotonic solution（低渗溶液）：渗透压低于血浆渗透压的溶液称为低渗溶液。
6.semipermeable（半透性）：膜或膜状结构只允许溶剂(通常是水)或部分溶质(一般为小分子物质)透过，而不允许其他溶质(一般为大分子物质)透过的特性。
7.osmosis（渗透作用）：膜两侧溶液浓度存在差异，造成化学势能差，在势能差的驱动下，溶剂穿过对溶质不透膜的过程。
三、实验材料及作用：
150 mmol/L NaCl , 蒸馏水，5 mmol/L NaCl，65 mmol/L NaCl，0.8 mol/L甲醇，0.8 mol/L乙醇，0.8 mol/L丙醇，0.8 mol/L乙二醇，0.8 mol/L丙三醇，2%Triton X-100，氯仿(三氯甲烷)。
1.NaCl的作用：将正常红细胞悬浮于不同浓度的NaCI溶液中：等渗溶液中的红细胞保持正常大小和双凹圆碟形；渗透压递减的一系列溶液中，红细胞逐步胀大并双侧凸起，当体积增加30%时成为球形；体积增加45%～60%则细胞膜损伤而发生溶血，这时血红蛋白逸出细胞外，仅留下一个双凹圆碟形细胞膜空壳，称为血影细胞（ghost cell）。正常人的红细胞一般在0.42%NaCI溶液中时开始出 现溶血,在0.35%NaCI溶液中时完全溶血.
2.甲醇：小分子、亲脂性的非极性分子甲醇为低渗溶液，容易溶解于脂双层，并迅速透过，提高红细胞的渗透压，促使水分进入细胞，引起溶血。
3.乙醇：乙醇是脂溶性小分子，可以自由扩散进出细胞。红细胞外有相对高浓度的乙醇，大量乙醇分子顺浓度差进入红细胞，使红细胞内渗透压高于红细胞外渗透压，水通道开放，大量水分子进入红细胞，发生溶血。
4.丙醇，丙二醇，丙三醇的作用与甲醇，乙醇的作用相似，都是脂溶性分子，随着分子量的增加，分子的增大，溶血时间增加。
5.去垢剂是一些具有亲水的极性基团和疏水的非极性基团的长链分子。非离子型去垢剂如TritonX-100((聚乙二醇辛基苯基醚))可与脂双层形成混合微团，它们主要与蛋白质疏水部位相互作用，一般不会引起蛋白质变性。而离子型去垢剂与蛋白结合后可改变蛋白质结构，使之变性，尤其是加热后可使蛋白质解离为单体，如十二烷基磺酸钠（SDS）等。多种去污剂可以溶解细胞膜上的磷脂化合物，从而使细胞膜破裂，释放出细胞内物质。
6.氯仿：氯仿是很好的脂类萃取剂，不能够发生溶血现象。
四、实验过程：
1.取新鲜羊血，加入适量抗凝剂备用
2.观察加入不同溶液之后的溶血现象。
3.渗透性计时比较
五、实验结果分析：
1.蒸馏水和150 mmol/L NaCl：
| 试剂 | 150 mmol/L NaCl | 蒸馏水 |
| 变化 | 不溶血，静置半小时后分层，上层无色透明，下层红色不透明。 | 溶血，溶液通体一色，红色透明 |
| 溶血时间 | —— | 1s以内 |
| 显微观察 | 完整的红细胞 | 无完整的红细胞，有絮状物质 |
2.不同浓度的NaCl
| 试剂 | 5 mmol/L NaCl | 65 mmol/L NaCl | 150 mmol/L NaCl |
| 变化 | 迅速溶血 | 溶血 | 不溶血，静置半小时后分层，上层无色透明，下层红色不透明。 |
| 溶血时间 | 5s | 10s | —— |
| 显微观察 | 无完整红细胞，絮状物质，能看见少量血影细胞 | 无完整红细胞，有血影细胞 | 完整的红细胞 |
3.相同浓度的甲醇，乙醇，丙醇
| 试剂 | 0.8 mol/L甲醇 | 0.8 mol/L乙醇 | 0.8 mol/L丙醇 |
| 变化 | 溶血 | 溶血 | 溶血 |
| 溶血时间 | 7s | 10s | 12s |
| 显微观察 | 无完整红细胞，有絮状沉淀，血影细胞 | 无完整红细胞，有絮状沉淀，血影细胞 |
4.相同浓度的丙醇，丙二醇，丙三醇
| 试剂 | 0.8 mol/L丙醇 | 0.8 mol/L丙二醇 | 0.8 mol/L丙三醇 |
| 变化 | 溶血 | 溶血 | 长时间放置后溶血 |
| 溶血时间 | 12s | 20s | 30min |
| 显微观察 | 无完整红细胞，可观察到血影细胞 | 无完整红细胞，絮状物质，可观察到血影细胞 | 未溶血前，可观察到完整的红细胞，变小，30分钟后溶血，无完整红细胞 |
5.2%Triton X-100，氯仿
| 试剂 | 2%Triton X-100 | 氯仿 |
| 变化 | 快速溶血 | 不溶 |
| 溶血时间 | 6s | —— |
| 显微观察 | 无完整红细胞，可观察到血影细胞 | 无法观察 |
六、讨论
1.试分析水进入红细胞膜的速度是由于扩散吗?如果不是, 如何证明?
答：不是。因为水进入红细胞的速度很快，而渗透作用不能这么快。红细胞膜上存在水通道，控制水的进出。
证明方法：可以用同位素标记的方法，将水通道蛋白标记，如果发现其中有水通过，说明水不是仅仅通过渗透作用进入细胞的。
2.为什么溶液中微量的去垢剂可对活细胞产生严重的影响？
答：因为去垢剂是一些具有亲水的极性基团和疏水的非极性基团的长链分子。非离子型去垢剂如TritonX-100((聚乙二醇辛基苯基醚))可与脂双层形成混合微团，它们主要与蛋白质疏水部位相互作用，一般不会引起蛋白质变性。而离子型去垢剂与蛋白结合后可改变蛋白质结构，使之变性，尤其是加热后可使蛋白质解离为单体，如十二烷基磺酸钠（SDS）等。多种去污剂可以溶解细胞膜上的磷脂化合物，从而使细胞膜破裂，释放出细胞内物质。
3.实验结果并分析不同类型的醇透过细胞膜的速度不同的原因（按极性、分子大小等分析）。
（答案见实验结果与分析）
4.请解释：semipermeable， osmosis， Hypertonic (hyperosmotic) solution，Hypotonic (hypoosmotic）solution， isotonic or isosmotic solution，hemolysis。
（答案见实验原理）下载本文
